電力生產(chǎn)概論二

1、第四節(jié) 火電廠對環(huán)境的影響及防止措施 火力發(fā)電采用的是化石燃料，其化學成分非常復雜，燃燒產(chǎn)物的排放不可避免會對環(huán)境造成污染，其中常規(guī)燃煤電廠的污染最為嚴重。 按元素分析，煤的成分有碳(4590)、氫(156)、氧(O5。30)、氮(O3一35)、硫(O5一2)，加上水分(2一50)以及燃燒后剩下的不可燃灰分(10一50)，其中可燃成分是碳、氫、硫， 相應(yīng)的燃燒產(chǎn)物為二氧化碳(不完全燃燒時還有一氧化碳)、水、二氧化硫、三氧化硫)，同時在高溫下氮與氧化合生成氮氧化物(主要是NO和NO2)，1 而火電廠用的液體燃料(主要是重油、渣油)和氣體燃料(天然氣、高爐和焦爐煤氣、合成煤氣)的成分與煤相同，只不

2、過水分、灰分低得多。因此，火電廠生產(chǎn)時的污染排放主要是煙氣污染物排放、灰渣排放、廢水排放，其中煙氣中的粉塵、硫氧化物和氮氧化物通過煙囪排人大氣，這些一次污染物通過在大氣中的遷移、轉(zhuǎn)化生成二次污染物，會給環(huán)境造成更大的危害。2表1 燃燒系統(tǒng)排放物及其對環(huán)境的影響31粉塵 燃料在鍋爐爐膛內(nèi)燃燒后，其中所含的灰分一部分(細小顆粒)隨煙氣排出爐膛，稱為飛灰；另一部分(較大顆粒)從爐膛下部排出，稱為灰渣。國內(nèi)大多采用固態(tài)排渣爐，飛灰占80一90。飛灰表面帶有硫酸鹽、微量金屬和有機化合物(有些是致癌的物質(zhì)，增加了毒性)，特別是粒徑小于10m的粉塵難以沉降，在大氣中長時間漂浮(漂塵)可直接進入人體呼吸器官，

3、造成更大的危害。目前國內(nèi)粉塵的排放控制主要是通過除塵器除塵，大機組通常采用靜電除塵，效率在99以上，但老機組的水膜除塵效果差，只有95以下)。 老機組容量不大，粉塵的排放量卻很大，通過改裝高效除塵器是減少粉塵的有效措施。42. 硫氧化物 ( SO2 ) 排煙中主要是SO2，和少量的SO3，它們對人的眼睛和肺以及植物的葉片帶來損傷。濃度高的SO2造成呼吸系統(tǒng)疾病甚至死亡，使農(nóng)作物減產(chǎn)或植被枯萎。在大氣中與霧、飄塵等發(fā)生化學反應(yīng)形成硫酸煙霧，其毒性比SO2大420倍，危害性特別大 SO2氧化為SO3與水結(jié)合成硫酸霧，會造成酸雨。酸雨會對環(huán)境帶來廣泛的危害，造成巨大的經(jīng)濟損失，如：酸雨會嚴重破壞森林

4、生態(tài)系統(tǒng)、土壤生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)，造成森林枯萎死亡，使森林面積減少；造成5土壤酸化，使土壤貧瘠，農(nóng)作物減產(chǎn)；造成湖泊酸化，使水生生態(tài)系統(tǒng)紊亂，影響水生生物的生長和繁殖。酸雨還會腐蝕破壞建筑物和金屬材料等。腐蝕建筑物和工業(yè)設(shè)備；破壞露天的文物古跡；損壞植物葉面，導致森林死亡；使湖泊中魚蝦死亡；破壞土壤成分，使農(nóng)作物減產(chǎn)甚至死亡； 目前，我國已成為世界三大酸雨區(qū)之一，SO2污染產(chǎn)生的酸雨危害面積已達國土總面積的30 全國70.6%的城市地區(qū)年均降水PH值低于5.6。中國二氧化硫排放量超過環(huán)境承載量的81%。 下圖是我國酸雨兩控區(qū)的示意圖。6兩控區(qū)范圍示意圖7 目前電廠主要采用煙氣脫硫技術(shù)燃燒后

5、煙氣脫硫：其原理是將煙氣排入大氣前， 用氫氧化物，氨，石灰石粉，活性炭，釩觸煤等物質(zhì)吸收或吸附煙氣中的SOx ，使之轉(zhuǎn)化為石膏，硫酸銨，硫酸或硫。 還有可在燃燒過程中加入適量的石灰石等堿性吸收劑(如爐內(nèi)噴鈣、流化床燃燒技術(shù))來控制排煙中硫氧化物的含量。 8 3氮氧化物(NOx) 排煙中的氮氧化物主要是NO、少量的N02和極少量N20，通常NOx是指NO和NO2。氮氧化物最重要的影響是它參與光化學反應(yīng)，形成光化學煙霧和吸收電磁波，最后在大氣中形成硝酸鹽，降低天空的亮度以及遠處物體的反差，并有害于人體身心健康，特別是呼吸系統(tǒng)。有時候，排入大氣的NOx 全部轉(zhuǎn)化成硝酸或過氧酰荃硝酸鹽，通過沉降進入生

6、態(tài)系統(tǒng)。 一氧化氮對酸雨的形成和生態(tài)系統(tǒng)的影響已日益顯著。9 NOx是燃料中的有機氮化物和空氣中的氮分子在火焰中及火焰周圍的高溫區(qū)形成的，前者稱為“燃料型” NOx ，后者稱為“熱力型” NOx 。燃料型NOx的生成與燃料的含氮量和火焰中及其周圍的氧濃度有關(guān)，熱力型NOx的生成率與燃燒溫度和燃燒區(qū)的氧濃度有關(guān)。因此，降低燃燒溫度和欠氧燃燒，可以減少NOx的生成。目前采用低NOx燃燒技術(shù)，即低過剩空氣量、分級送風、分段燃燒等方法以減少煙氣中NOx的含量?；虿捎昧骰踩紵夹g(shù)，其燃燒溫度低(850900左右)， NOx的生成量比懸浮燃燒的鍋爐低得多。104二氧化碳(CO2) 二氧化碳在大氣中的壽命

7、為50200年，被認為是造成全球氣溫升高的“溫室效應(yīng)”氣體中的主要氣體。目前減少二氧化碳排放技術(shù)還處于研究試驗階段。 根據(jù)京都議定書，我國溫室氣體（CO2）排放的形勢是非常嚴峻的。因為，一方面，我國一次能源消費結(jié)構(gòu)以煤炭為主，約占了全部能源消費的四分之三；與世界能源構(gòu)成相比，我國煤炭的比重比世界平均水平高1倍以上。而且根據(jù)我國國情，我們在將來很長時間內(nèi)還要堅持以煤炭為主的能源消費政策。11 眾所周知，燃燒化石燃料特別是煤炭是增加大氣中CO2濃度的最主要原因。另一方面，我國的能源利用率比較低。我國單位國民產(chǎn)值的能耗是發(fā)達國家的415倍。這意味著生產(chǎn)同樣產(chǎn)值的東西，我們要比工業(yè)發(fā)達國家多耗費415

8、倍的能源。而多耗費能源就意味著多增加CO2排放。另外，盡管目前我國人均CO2 排放量比較低，但由于人口基數(shù)大， CO2的排放總量并不少。我國1995年的CO2 排放總量已位居世界第2位，僅次于美國。況且我國目前的人均能源消費量少，僅是發(fā)達國家的1/51/12。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化水平的提高，我國人均能源消費必將大幅度增長， CO2 等溫室氣體排放也會大幅度增加，因此將面臨CO2 排減排的巨大壓力。125排水熱污染 凝汽器的冷卻水量非常大(汽輪機的排汽的50100倍)，采用直流冷卻系統(tǒng)時，冷卻水直接取自江、河、湖、海、水庫，排出的水溫一般要升高810，會引起水體熱污染。6廢水 火電廠除

9、冷卻系統(tǒng)排水外，還有補給水化學除鹽系統(tǒng)和凝結(jié)水處理系統(tǒng)的酸堿廢水、煤場雨排水、灰場排水、鍋爐啟動和運行期的化學清洗廢液等。廢水含有廢酸、廢堿、懸浮物、油脂、有機污染物、富營養(yǎng)污染物、微量元素，排入水體均會造成不同程度的污染。目前，主要通過廢水處理系統(tǒng)加以凈化或回收再利用。 137灰渣 燃煤電廠每天產(chǎn)生的大量灰渣，目前還不能全部加以綜合利用，因此，必須有很大的儲灰場?；以泻泄?、鋁、鐵、鈣、鎂等多量元素和砷、鉻、鎘、鉛等微量元素。這些物質(zhì)經(jīng)水浸泡和雨淋，均會不同程度地溶入水中，灰水排入地表水體或滲入地下水均會污染水體。灰渣的利用方式很多，并有一定的經(jīng)濟效益，加大灰渣綜合利用的力度是減少灰渣污染

10、最有效的措施。148噪聲 火電廠是一個噪聲源相對集中、噪聲輻射量大、噪聲種類繁多的場所，如鍋爐排汽噪聲高達114170dB，不過影響主要在廠區(qū)?？梢酝ㄟ^對設(shè)備的運行管理、系統(tǒng)的改進、加裝隔聲罩等方法以降低噪聲。9放射性污染 某些煤中含有少量的天然鈾、釷以及它們衍生的放射性物質(zhì)，通過煙氣或廢水排入環(huán)境，造成污染。這些放射性物質(zhì)進入人體，會引起皮炎、白血病、再生障礙性貧血等嚴重疾病。減少火電廠排放污染物能減輕放射性污染的影響。15 例如一座2400MW燃煤電廠，每年需消耗約750萬 t煤，即使以煤中含硫量1和除塵效率99.5計，每年排放的SO2，也有14萬t，飄塵068萬t，NO 7萬t，灰渣18

11、0萬t左右。另外，還有約55的熱量(相當每年400多萬t煤的燃燒熱量)作為廢熱由循環(huán)冷卻水帶出排放。因此，常規(guī)火電廠對環(huán)境的污染相當嚴重。 我國是以煤為主要一次能源的國家，并且煤炭資源相對豐富，已探明的煤炭保有儲量100707億t，占一次能源的90以上，同時常規(guī)燃煤火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)成熟，在今后幾十年內(nèi)以燃煤火力發(fā)電為主生產(chǎn)電能的方式不會有太明顯的變化。因此，加快潔凈煤技術(shù)在常規(guī)火電機組中的應(yīng)用，減少對環(huán)境的污染，又符合我國自身能源結(jié)構(gòu)的特點。16第五節(jié) 蒸汽一燃氣聯(lián)合循環(huán)一、燃氣輪機基本原理及組成 燃氣輪機是以空氣及燃氣為工質(zhì)將熱能轉(zhuǎn)換為機械能的旋轉(zhuǎn)式動力機械，其原理類似古老的走馬燈(依靠燃氣

12、帶動紙人紙馬旋轉(zhuǎn)的裝置)。圖127是一個單軸簡單的開式循環(huán)燃氣輪機的系統(tǒng)原理圖。 壓氣機1從大氣吸入空氣，將它壓縮到規(guī)定的壓力同時溫度也升高然后送入燃燒室4；燃料泵3將燃料送入噴嘴5并噴入燃燒室內(nèi)，燃料和空氣進行混合和燃燒，生成高溫高壓的燃氣；高溫燃氣進入透平8膨脹做功，推動透平轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動；做功后燃氣的溫度和壓力降低，直接排入大氣。如此，完成從燃料化學能到旋轉(zhuǎn)機械能的能量轉(zhuǎn)換全過程。1718 燃氣動力循環(huán)（布雷頓循環(huán)）由四個基本過程組成： 空氣在壓氣機內(nèi)進行的絕熱壓縮過程， 壓縮空氣在燃燒室內(nèi)進行的等壓加熱(燃燒)過程， 燃氣在透平內(nèi)進行的絕熱膨脹過程， 透平內(nèi)排出的燃氣在大氣中進行的等壓放熱過

13、程。 需要指出的是： 壓氣機出口的空氣僅有20一40是被送入有效燃燒區(qū)6并參與燃燒過程，即一次空氣；而其余的60。80的空氣是在燃燒有效區(qū)的后面才加入到燃氣流中，這部分空氣(稱二次空氣或冷卻空氣)和燃燒生成物相混合，使透平的進口溫度降低到其規(guī)定值。這是因為要保證燃燒完善與可靠，在燃燒區(qū)溫度必須保證在18002000 0C范圍內(nèi)，但渦輪葉片的耐熱性又受金屬材料的耐熱性的限制。19目前透平進口初溫為12601427。 透平發(fā)出的功率約有23要消耗在壓氣機對空氣進行壓縮上，只有余下的13成為燃氣輪機輸出的機械功，用來拖動發(fā)電機。 壓氣機、燃燒室和透平是燃氣輪機不可缺少的三大主要部件。(1)壓氣機：利

14、用旋轉(zhuǎn)的動葉對空氣做功，把輸入轉(zhuǎn)子的機械能轉(zhuǎn)換為空氣的壓力勢能和熱能的葉輪機械。目前應(yīng)用廣泛的是軸流式壓氣機，由轉(zhuǎn)子(主軸、葉輪和動葉)、靜子(氣缸和靜葉)、氣封和軸承等主要部件組成。20(2)燃燒室：裝于壓氣機與燃氣透平之間，結(jié)構(gòu)非常緊湊。目前主要燃用液體燃料(煤油、柴油、重油、渣油和原油)或氣體燃料(天然氣、焦爐煤氣、高爐煤氣、液化石油氣、煉油廠氣和合成煤氣)。燃燒室有使用油或氣單一燃料的，也有使用油和氣雙燃料的，后者既可以燒油，也可以燒氣，或者油氣混燒。(3)燃氣透平：用來驅(qū)動壓氣機和發(fā)電機的葉輪機械，工作原理與汽輪機相似，但工質(zhì)是具有壓力和溫度不可凝結(jié)的氣體，工質(zhì)在燃氣透平的葉柵中進行

15、膨脹，將部分熱能轉(zhuǎn)換為動能，推動動葉和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)做功。目前應(yīng)用最廣的是軸流式。21單軸燃氣輪機；透平既拖動壓氣機，同時又拖動外負荷，三者是共軸的。分軸燃氣輪機；壓氣機由高壓透平(又稱壓氣機透平)拖動，發(fā)電機則由低壓透平拖動，這兩個轉(zhuǎn)子是彼此獨立的。與蒸汽輪機相比：燃氣輪機具有重量輕、體積小、設(shè)備簡單、啟動快、自動化程度高、單機功率較大(可達300MW等級)、熱效率可達3641.7等特點，因此已大量應(yīng)用在電力系統(tǒng)或熱電聯(lián)產(chǎn)電廠。 22燃氣輪機燃氣溫度高、壓力低、體積流量很大，單機功率比不上汽輪機；燃氣透平的焓降小，級數(shù)比汽輪機少；燃氣溫度高且有腐蝕成分，葉片、轉(zhuǎn)子和氣缸需冷卻并采用耐腐蝕材料。二、

16、蒸汽一燃氣聯(lián)合循環(huán) 第一章指出，工質(zhì)的加熱溫度越高，放熱溫度越低，熱效率就越高。目前，燃氣輪機的燃氣初溫已達12601427 0C ，但其放熱溫度也甚高，一般為425600 0C ，致使大量熱能隨排氣進入大氣而損失掉，因而簡單循環(huán)燃氣輪機的凈熱效率只有35一41，23 目前單純用燃氣輪機驅(qū)動發(fā)電機的發(fā)電裝置主要用于電力調(diào)峰或緊急備用電源；而水蒸氣動力循環(huán)的初溫一般不超過600 0C ，放熱溫度在30 0C左右比較接近環(huán)境溫度。若將燃氣輪機的排氣余熱作為對蒸汽循環(huán)的加熱，產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，送到汽輪機中去做功，這樣，就可以在不多耗燃料的前提下，額外地獲得一部分機械功，使熱效率提高。這就構(gòu)成蒸汽一

17、燃氣聯(lián)合循環(huán)，既有燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)的凈熱效率已達5658，本世紀初有望超過60。 24常規(guī)的聯(lián)合循環(huán)機組主要有余熱鍋爐型、補燃余熱鍋爐型、增壓鍋爐型和排氣助燃鍋爐型4種基本形式，如圖l一28所示。以上形式中余熱鍋爐型為主要的發(fā)展形式2526 余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)圖128(a)：這是比較簡單、用得最多而且早已成熟的方案。溫度高達425600 0C的燃氣輪機排氣被引到裝在其后的余熱鍋爐中去加熱給水，使其產(chǎn)生蒸汽，送到汽輪機中去做功。這是以燃氣輪機為主，汽輪機為輔的聯(lián)合循環(huán)。機組的總功率約為燃氣輪機功率的1.31.5倍。汽輪機功率和蒸汽參數(shù)取決于燃氣輪機的功率和排氣溫度。在燃氣透平的排氣側(cè)可設(shè)置旁通

18、煙囪，這樣就可使燃氣輪機單獨運行。余熱鍋爐沒有安裝補燃設(shè)備，無輻射受熱面，有自然循環(huán)和控制循環(huán)兩種型式。27余熱鍋爐分臥式和立式布置，對流受熱面對應(yīng)作垂直布置和水平布置，使煙氣橫向沖刷管束，它的結(jié)構(gòu)簡單、造價也低。聯(lián)合循環(huán)中的汽輪機不能單獨工作，一般按滑壓方式運行，其蒸汽參數(shù)和功率將隨燃氣輪機的功率而改變。下圖為典型余熱鍋爐簡圖。 目前，余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的凈熱效率已達5658。燃用重質(zhì)液體燃料時，由于燃氣輪機初溫受到限制(一般為1100 0C左右)，凈熱效率略低，約50左右。這種聯(lián)合循環(huán)還可用于對現(xiàn)有的蒸汽動力發(fā)電廠的改造。2829 余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的優(yōu)缺點 凈熱效率很高，目前已達50一5

19、8，最終有望達到70。 單機容量已經(jīng)達到350MW以上，若采用多臺燃氣輪機的聯(lián)合循環(huán)，容量可增至1000MW左右，可與目前大容量的汽輪機抗衡。 建設(shè)周期短，一年內(nèi)可以建成功率為23總?cè)萘康娜細廨啓C發(fā)電機組，先行發(fā)電，兩年內(nèi)可建成整個聯(lián)合循環(huán)。 單位容量投資費用低，在國外工程的總投資費用只有同容量尾氣帶脫硫裝置的燃煤電廠的l223。 采用清潔能源，同時用地和用水少，因此對環(huán) 境污染的影響比較小。30 自動化程度高，運行維護人員少，可以每天起 停，以適應(yīng)電網(wǎng)負荷變化幅度大的需要。 起動機功率較小。余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的缺點 主要是目前只能燃用氣體燃料和液體燃料，發(fā)電成本比較高； 另外在部分負荷運行時

20、效率較低。31 天然氣是較清潔的能源，與煤相比燃燒后煙氣中粉塵幾乎沒有，SOx非常低，NOx含量只有燃煤的一半左右，隨著國內(nèi)天然氣資源的開發(fā)利用和燃煤對環(huán)境的污染嚴重的壓力，加上電網(wǎng)峰谷差越來越大。因此，以天然氣為燃料的蒸汽一燃氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，用作電網(wǎng)調(diào)峰，以及作為分布式電站小范圍內(nèi)進行熱電聯(lián)產(chǎn)或熱、電、冷三聯(lián)供，在經(jīng)濟發(fā)達的大城市有一定的發(fā)展空間和合理性。但是，我國天然氣資源匱乏，大規(guī)模采用以天然氣為燃料的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電方式終將受到限制，而以煤炭為燃料結(jié)合蒸汽一燃氣聯(lián)合循環(huán)的發(fā)電方式（IGCC） ，符合我國自身能源結(jié)構(gòu)的特點，其前景更加廣闊。32第六節(jié) 潔凈煤發(fā)電技術(shù)簡介一.潔凈煤技術(shù)概念 潔

21、凈煤技術(shù)是指煤炭從開發(fā)到利用全過程中，旨在減少污染排放與提高利用效率的加工、燃燒、轉(zhuǎn)化及污染控制等高新技術(shù)的總稱。它將經(jīng)濟效益、社會效益與環(huán)保效益結(jié)合為一體，成為能源工業(yè)中國際高新技術(shù)競爭的一個主要領(lǐng)域。 潔凈煤技術(shù)按其生產(chǎn)和利用的過程分類，大致可分為三類： 第一類：指在燃燒前的煤炭加工和轉(zhuǎn)化技術(shù)。包括煤炭的洗選和加工轉(zhuǎn)化技術(shù)，如型煤、水煤漿、煤炭液化、煤炭氣化等。33第二類：指煤炭燃燒技術(shù)。主要是潔凈煤發(fā)電技術(shù)，目前，國家確定的主要是循環(huán)流化床鍋爐燃燒（CFBC）、增壓流化床燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán) （PFBC-CC）、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC） 和超臨界機組加脫硫脫硝裝置等。 本節(jié)內(nèi)容主要就是

22、介紹潔凈煤發(fā)電技術(shù)。第三類：指燃燒后的煙氣脫硫技術(shù)（FGD）。主要有濕式石灰石/石膏法、爐內(nèi)噴鈣法、噴霧干燥法、電子束法、氨法、尾部煙氣、海水脫硫等多種。目前石灰石石膏濕法脫硫是目前世界上技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最多的脫硫工藝34二. 潔凈煤發(fā)電技術(shù)的分類及技術(shù)特點 所謂“潔凈煤發(fā)電技術(shù)”就是指“潔凈煤技術(shù)”中與發(fā)電相關(guān)的技術(shù)項目。它的重點是為了提高發(fā)電機組的效率和控制因燃煤而引起的污染物的排放。目前 “潔凈煤發(fā)電技術(shù)”主要有以下幾種： * 循環(huán)流化床燃燒技術(shù)（CFBC）* 整體煤氣化燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）* 增壓流化床燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（PFBCCC） * 常規(guī)燃煤電站加脫硫、脫硝

23、裝置（PC + FGD+De NOx）351. 循環(huán)流化床燃燒（CFBC）技術(shù)特點循環(huán)流化床燃燒（CFBC）技術(shù)系指小顆粒的煤與空氣在爐膛內(nèi)處于沸騰狀態(tài)下，即高速氣流與所攜帶的稠密懸浮煤顆粒充分接觸燃燒的技術(shù)。循環(huán)流化床鍋爐脫硫是一種爐內(nèi)燃燒脫硫工藝，以石灰石為脫硫吸收劑，燃煤和石灰石自鍋爐燃燒室下部送入，一次風從布風板下部送入，二次風從燃燒室中部送入。石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳。氣流使燃煤、石灰顆粒在燃燒室內(nèi)強烈擾動形成流化床，燃煤煙氣中的SO2與氧化鈣接觸發(fā)生化學反應(yīng)被脫除。為了提高吸收劑的利用率，將未反應(yīng)的氧化鈣、脫硫產(chǎn)物及飛灰送回燃燒室參與循環(huán)利用。鈣硫比達到.左右時，脫硫率可達

24、以上。循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)簡圖見圖26 36圖1-3 循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)3738循環(huán)流化床燃燒方式的特點是：清潔燃燒，脫硫率可達， NO x 排放可減少；煤種適應(yīng)性強，特別適合中、低硫煤；. 燃燒效率高，可達；負荷適應(yīng)性好。負荷調(diào)節(jié)范圍為30100392. 整體煤炭氣化燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電 （IGCC）IGCC發(fā)電技術(shù)是煤氣化和蒸汽聯(lián)合循環(huán)的結(jié)合，是當今國際正在興起的一種先進的潔凈煤（CCT）發(fā)電技術(shù)，具有高效、低污染、節(jié)水、綜合利用好等優(yōu)點。它的原理是： 煤經(jīng)過氣化和凈化后，除去煤氣中以上的硫化氫和接近的粉塵，將固體燃料轉(zhuǎn)化成燃氣輪機能燃用的清潔氣體燃料，以驅(qū)動燃氣輪機發(fā)電，使燃氣發(fā)電與蒸

25、汽發(fā)電聯(lián)合起來。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)簡圖見圖27。 4041 IGCC由兩大部分組成，即煤的氣化與凈化部分和燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電部分。第一部分的主要設(shè)備有氣化爐、空分裝置、煤氣凈化設(shè)備（包括硫的回收裝置），第二部分的主要設(shè)備有燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、余熱鍋爐、蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)。 IGCC的工藝過程如下： 煤經(jīng)氣化成為中低熱值煤氣，經(jīng)過凈化，除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物，變?yōu)榍鍧嵉臍怏w燃料，然后送入燃氣輪機的燃燒室燃燒，加熱氣體工質(zhì)以驅(qū)動燃氣透平作功，燃氣輪機排氣進入余熱鍋爐加熱給水，產(chǎn)生過熱蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機作功。 42 IGCC技術(shù)把高效的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與潔凈的煤氣化技術(shù)

26、結(jié)合起來，既有高發(fā)電效率，又有極好的環(huán)保性能，是一種有發(fā)展前景的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。在目前技術(shù)水平下，IGCC發(fā)電的單機功率已達300MW以上，凈效率可達43%45，今后可望達到更高。而污染物的排放量僅為常規(guī)燃煤電站的1/10，脫硫效率可達99%，二氧化硫排放在25mgNM3左右。（目前國家二氧化硫限額約為1200mgNM3），氮氧化物排放只有常規(guī)電站的15%-20%，耗水只有常規(guī)電站的1/2-1/3，有利于環(huán)境保護。433. 增壓流化床燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（PFBCCC） 增壓流化床燃燒（PFBC）技術(shù)從原理上基本同常壓流化床燃燒（FBC）大體一致，燃燒空氣通過布風板進入燃燒室，加入的煤粒和脫硫劑（通常是石灰石或白云石）處于懸浮狀態(tài)，形成一定高度的流態(tài)化“床”層。流化床中，脫硫劑在煤燃燒的同時脫除二氧化硫，再由于流化床燃燒溫度控制在900以下，抑制了燃燒過程中氮氧化物的生成，所以大大減少了污染物的排放。同F(xiàn)BC一樣， PFBC的燃燒效率高，對煤種適應(yīng)性強。 該燃燒裝置的示意圖見（圖28）4445 增壓流化床燃燒（PFBC）技術(shù)采用增壓（620個大氣壓）燃燒，燃燒效率和脫硫效率可以得到進一步提高。燃燒室熱負荷增大，改善了傳熱效率，鍋爐容積緊湊。該技術(shù)除了可在流化床鍋爐中產(chǎn)生蒸汽使汽輪機做功外，從PFBC燃燒室（也就是PFBC鍋爐）出來的加壓煙氣，經(jīng)過高溫